package club.xiaojiawei.graph;

import java.util.*;

/**
 * @author 肖嘉威
 * @version 1.0
 * @date 6/14/22 3:02 PM
 * @question 207. 课程表
 * @description 你这个学期必须选修 numCourses 门课程，记为 0 到 numCourses - 1 。
 * 在选修某些课程之前需要一些先修课程。 先修课程按数组 prerequisites 给出，其中 prerequisites[i] = [ai, bi] ，表示如果要学习课程 ai 则 必须 先学习课程  bi 。
 * 例如，先修课程对 [0, 1] 表示：想要学习课程 0 ，你需要先完成课程 1 。
 * 请你判断是否可能完成所有课程的学习？如果可以，返回 true ；否则，返回 false 。
 */
public class CanFinish207 {

    public static void main(String[] args) {
        CanFinish207 test = new CanFinish207();
        boolean result = test.canFinish(2, new int[][]{{1, 0}, {0, 1}});
        System.out.println("能否修完课程：" + result);
    }

    List<List<Integer>> edges;
    int[] visited;
    boolean valid = true;

    /**
     * 官方-dfs
     * 时间复杂度: O(n+m)
     * 空间复杂度: O(n+m)
     * @param numCourses
     * @param prerequisites
     * @return
     */
    public boolean canFinish(int numCourses, int[][] prerequisites) {
        edges = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < numCourses; ++i) {
            edges.add(new ArrayList<>());
        }
        visited = new int[numCourses];
        for (int[] info : prerequisites) {
            edges.get(info[1]).add(info[0]);
        }
        for (int i = 0; i < numCourses && valid; ++i) {
            if (visited[i] == 0) {
                dfs(i);
            }
        }
        return valid;
    }

    public void dfs(int u) {
        visited[u] = 1;
        for (int v: edges.get(u)) {
            if (visited[v] == 0) {
                dfs(v);
                if (!valid) {
                    return;
                }
            } else if (visited[v] == 1) {
                valid = false;
                return;
            }
        }
        visited[u] = 2;
    }

    /**
     * 每个顶点的入度数
     */
    int[] inDeg;

    /**
     * 官方-bfs
     * @param numCourses
     * @param prerequisites
     * @return
     */
    public boolean canFinish2(int numCourses, int[][] prerequisites) {
        edges = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < numCourses; ++i) {
            edges.add(new ArrayList<>());
        }
        inDeg = new int[numCourses];
        for (int[] info : prerequisites) {
            edges.get(info[1]).add(info[0]);
            ++inDeg[info[0]];
        }
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < numCourses; ++i) {
//            入度为0，即没有前置条件了
            if (inDeg[i] == 0) {
                queue.offer(i);
            }
        }
        int visited = 0;
        while (!queue.isEmpty()) {
            ++visited;
            int u = queue.poll();
            for (int v: edges.get(u)) {
                --inDeg[v];
                if (inDeg[v] == 0) {
                    queue.offer(v);
                }
            }
        }
        return visited == numCourses;
    }
}
